氣動隔膜比例閥是一種精密的流體控制元件,它通過連續調節氣壓來實現對液體流量或壓力的精確比例控制。其核心優勢在于利用壓縮空氣驅動,本質安全,并能處理高粘度、帶顆粒或腐蝕性的流體。
一、結構組成:四大核心模塊
氣動驅動部分:這是閥的“動力源”。核心是一個膜片(或活塞)式氣室。它接收來自上游比例電氣-氣壓轉換器(I/P轉換器)的控制氣壓信號。
閥體與流體通路:這是閥的“身體”,直接與工藝流體接觸。通常由耐腐蝕材料制成,包含進口、出口和一個閥座。
隔膜組件:這是閥的“心臟”與“安全屏障”。一塊柔韌耐用的隔膜將氣動驅動部分與流體腔室隔離開,防止工藝流體泄漏到氣路中,同時將氣室的力傳遞給流體控制部件。
閥芯與執行機構:連接在隔膜中心的主閥芯,其末端與閥座配合以調節流道開度。通常還包含一個彈簧,用于在氣源失效時使閥門回到預設的故障安全位置(全開或全關)。
二、工作原理:電-氣-液的精準聯動
其工作過程是一個典型的閉環力平衡系統:
信號輸入:控制系統(如PLC)發出一個標準的電信號(如4-20mA或0-10V)給I/P轉換器。
電-氣轉換:I/P轉換器將接收到的電信號按比例線性地轉換成一個精確的控制氣壓(如0.2-1.0bar)。這個氣壓被輸送到閥門的氣動驅動腔室。
力平衡驅動:控制氣壓作用在氣室膜片上,產生一個向下的推力。這個推力克服彈簧的預緊力,推動連接的閥芯向下運動,減小流道開度。反之,當控制氣壓降低時,彈簧的力推動閥芯向上,增大開度。
精確節流:閥芯的每一個位置都對應一個特定的流道面積。因此,輸入的電信號大小被精確地、連續地轉換成了閥門的開度,從而實現對流體流量或下游壓力的精確比例控制。
總結:氣動隔膜比例閥通過巧妙的隔膜隔離和力平衡設計,將潔凈的控制氣路與復雜的工藝流路分開,既保證了控制的精確性,又確保了設備的安全性與耐用性,是過程工業中的關鍵執行器。